Как искусственный интеллект помогает бороться с мусором

Программное обеспечение российских разработчиков призвано сделать абсолютно прозрачной отрасль обращения с отходами и сократить тарифы на вывоз мусора в регионах

За год в России производится около 70 млн тонн отходов, по данным Министерства природных ресурсов и экологии РФ. Ежегодный рост коммунальных отходов составляет 3%, увеличивая площадь существующих мусорных свалок, которые уже достигли площади в 4 млн гектаров. Более 90% твердых коммунальных отходов (ТКО) размещены на полигонах и несанкционированных свалках - 22 тыс. таких объектов сегодня загрязняют окружающую среду и умножают проблемы с экологией, с которыми России придется разбираться в ближайшем будущем.

Остановить рост несанкционированных свалок и сделать прозрачным рынок вывоза мусора призваны новые экологические требования Минприроды по обращению с ТКО, которые вступили в силу с 1 января 2019 года. С этого момента за сбор, сортировку и утилизацию отвечают региональные операторы - специальные компании, ответственные за всю цепочку обращения с отходами в каждом из регионов. Чтобы выбрать такую компанию на конкурсной основе, региону необходимо создать территориальную схему обращения с отходами, где будут учтены все источники мусора. Выстроить логистику, проследить за каждой контейнерной площадкой и каждым мусоровозом, проанализировать огромные массивы информации от всех участников рынка, производящих мусор, - трудоемкая задача, выполнить которую вручную практически невозможно. Это долго, дорого и может привести к ошибкам в расчетах, которые повлияют на тарифы для населения.

Федеральный проект "Комплексная система обращения с ТКО" в рамках нацпроекта "Экология" реализуется с октября 2018 года. Его цель - создать условия для вторичной переработки отходов, обеспечить интеграцию территориальных схем обращения с отходами в электронном виде для всех субъектов РФ и организовать более удобную, целесообразную и экономичную схему перемещения отходов. 

"Большой населенный пункт может стоять на границе субъектов РФ, а станция размещения или сортировки отходов - в 17 километрах от него в другом субъекте, - объясняет необходимость интеграции территориальных схем генеральный директор компании "Большая Тройка" Артем Седов. - Из-за того, что территориальные схемы субъектов РФ не объединены, отходы везут не на эту станцию за 17 километров, а в рамках своего субъекта, но за 150 километров. Из-за этих лишних 133 километров время и деньги тратятся впустую".

Искусственный интеллект против мусора

Автоматизировать сбор данных для регионов и бороться с незаконными свалками поможет искусственный интеллект. Специально для помощи регионам российская компания "Большая Тройка" разработала не имеющий аналогов на рынке программно-аппаратный комплекс (ПАК) "Управление отходами", который занимается построением прогнозов и математическим моделированием ситуации в отрасли обращения с отходами. В его основе лежит математическая модель, которая использует алгоритмы оптимизации и работает с большими данными. Благодаря этому ПАК может целиком охватить отрасль обращения с отходами не только в отдельных регионах, но и в целом по стране, и при этом отвечать потребностям всех ее участников.

Комплекс "Управление отходами" может подсчитать текущие нужды региона по обращению с отходами и разработать полную схему развития отрасли, предусматривающую потребность в современных объектах инфраструктуры: заводы по сортировке и переработке отходов, мусороперегрузочные станции, полигоны, исключающие загрязнение почвы, и другие объекты, которые требуют долгосрочных инвестиций. Такая схема учитывает экономические и логистические факторы, характерные для каждого региона, и подсказывает, какие из путей решения окажутся наиболее эффективными.

С помощью системы также можно рассчитать, как будет работать отрасль обращения с отходами в регионе, и спрогнозировать тарифы на 10-15 лет вперед. Можно посмотреть, как повлияют на ситуацию любые изменения: вывод из строя старых или строительство новых объектов по обращению с отходами, использование разных технологий обработки, маршрутов вывоза, выбор локации для нового объекта. Можно узнать, во сколько каждое такое решение обойдется потребителю, а следовательно, найти оптимальное и экономически обоснованное для всех участников решение.  

Какие задачи решает ИИ

Одной из ключевых задач при разработке территориальной схемы является сбор и обработка информации. Необходимо в кратчайшие сроки получить достоверные данные обо всех участниках рынка по обращению с отходами. Это десятки и сотни тысяч юридических лиц (компаний-отходообразователей), сотни компаний - транспортировщиков отходов (тысячи единиц автотранспорта), десятки тысяч контейнерных площадок. Ошибки на этом этапе сбора данных могут привести к построению некорректной территориальной схемы по обращению с отходами. Для этого электронные модели "Большой Тройки" уже имеют синхронизацию с федеральными, региональными и коммерческими информационными ресурсами.

"Система контроля в режиме реального времени обрабатывает огромный объем данных и постоянно обучает наши математические модели, чтобы те, в свою очередь, строили прогнозы в моделях электронных. Таким образом, мы постоянно корректируем модели, чтобы они работали еще точнее, - отмечает Артем Седов. - Допустим, в городе есть 30 тысяч контейнерных площадок и 300 мусоровозов. Нужно распределить их так, чтобы затраты на транспортирование были минимальными. После того как машины поедут по маршрутам, система поймет, где и сколько именно образуется отходов, и внесет корректировки, чтобы транспортирование было наиболее быстрым и эффективным. В итоге это позволит снизить тарифы на вывоз мусора".

Из чего состоит ИИ

ПАК "Управление отходами" состоит из трех модулей, каждый из которых выполняет определенные задачи. Например, автоматизированная информационная система (АИС) "Региональный кадастр отходов" позволяет собирать и обрабатывать данные о тех, кто создает мусор: многоквартирных домах, индивидуальных жилых строениях и юридических лицах, например ресторанах или кафе. В системе работают операторы отрасли по обращению с отходами и представители органов государственной власти, которые контролируют подачу отчетности. Система автоматически заполняет формы и выставляет штрафы за выявленные нарушения законодательства, а также показывает актуальные и корректные данные об обращении с отходами на территории региона.

Второй модуль, "Редактор территориальных схем", учитывает актуальную информацию обо всех объектах, которые участвуют в отрасли обращения с отходами в регионе: мусорных контейнерах и полигонах, мусоровозах, мусоросжигательных заводах и станциях сортировки. Математический алгоритм позволяет проложить маршрут мусоровоза таким образом, чтобы сбор мусора проходил эффективнее, а также просчитать, как стоит загрузить объекты инфраструктуры, чтобы они проработали дольше. С учетом множества факторов АИС также способна определить наиболее подходящее место для строительства новых объектов и спрогнозировать, когда такая необходимость возникнет.

Третий модуль программно-аппаратного комплекса - это автоматизированная система "Управление отходами", инструмент для поддержки бизнес-процессов регионального оператора или управляющей компании на полигоне или сортировочной станции. От заключения договоров до назначения ежедневных задач водителям мусоровозов - система охватывает всю деятельность оператора, автоматически прокладывая и оптимизируя маршруты, а также занимаясь учетом количества отходов на объектах инфраструктуры. 

Цифровизация коснулась и водителей мусоровозов: ежедневные задачи они получают с помощью специального мобильного приложения, предустановленного на ударопрочные и водонепроницаемые планшеты. Отчеты о выполнении работы готовятся автоматически, а оборудование, установленное на контейнеры и автомобили, позволяет в реальном времени следить за ходом работы.

"Пока это возможно только в тех регионах, где уже есть электронные модели и публичный доступ, но в скором времени у каждого гражданина будет доступ в ПАК, - отмечает Седов. - С помощью него люди смогут видеть состояние контейнеров и объектов инфраструктуры, следить за тем, что происходит в отрасли обращения с отходами, и не допускать, чтобы она, как раньше, оставалась "серой".

СЛЕДУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ РАЗДЕЛА "IT"